JP2007139687A - Probe card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プローブカードに係り、更に詳しくは、コンタクトプローブが形成されたコンタクト基板と、このコンタクト基板を保持するメイン基板との電気的な接続構造の改良に関する。 The present invention relates to a probe card, and more particularly, to an improvement in an electrical connection structure between a contact substrate on which a contact probe is formed and a main substrate holding the contact substrate.
半導体装置の電極との電気的な接続を行うための装置の一例として、半導体集積回路などの検査対象物にコンタクトプローブ(接触探針)を接触させることにより電気的な接続を行うプローブカードが知られている。プローブカードは、一般的に、半導体集積回路の電極数及びピッチに対応して多数のコンタクトプローブを基板上に整列配置することにより構成されている。 As an example of an apparatus for performing electrical connection with an electrode of a semiconductor device, a probe card that performs electrical connection by bringing a contact probe (contact probe) into contact with an inspection target such as a semiconductor integrated circuit is known. It has been. A probe card is generally configured by arranging a large number of contact probes on a substrate in accordance with the number and pitch of electrodes of a semiconductor integrated circuit.
プローブカードの中には、前面にコンタクトプローブが形成された第1基板としてのコンタクト基板と、このコンタクト基板に対向するように配置され、コンタクト基板を保持する第2基板としてのメイン基板とを備えたものがある(例えば、特許文献1)。コンタクト基板上のコンタクトプローブとメイン基板上の配線との電気的な接続は、コンタクト基板とメイン基板との間に設けられたインターポーザと呼ばれる電気的接続手段により行うことができる。このインターポーザは、例えば、コンタクト基板及びメイン基板に両端部が接触する複数の接続子と、これらの接続子を一体的に保持する支持板とからなるユニットとして構成されている。 The probe card includes a contact substrate as a first substrate having a contact probe formed on the front surface, and a main substrate as a second substrate that is arranged to face the contact substrate and holds the contact substrate. (For example, Patent Document 1). The electrical connection between the contact probe on the contact substrate and the wiring on the main substrate can be performed by an electrical connection means called an interposer provided between the contact substrate and the main substrate. The interposer is configured as a unit including, for example, a plurality of connectors whose both ends are in contact with the contact substrate and the main substrate, and a support plate that integrally holds these connectors.
コンタクトプローブは、その先端において検査対象物に接触する。より具体的には、コンタクト基板に対して平行に配置された検査対象物の電極に対して、コンタクトプローブを垂直方向に接近させ、その先端を接触させる。その後、コンタクトプローブを更に押し付けることにより、いわゆるオーバードライブを行い、すべてのコンタクトプローブを検査対象物の電極に確実に接触させることができる。
通常、インターポーザの接続子は、いわゆるワイヤーボンディングなどの形成方法を用いて弾性変形可能な細長い形状に形成されている。しかし、このように接続子を細長い形状に形成した場合、このプローブカードを高温環境下で使用したときに、接続子が熱変形することにより先端位置がずれて、コンタクト基板とメイン基板との電気的な接続を良好に行うことができない場合があった。 Usually, the connector of the interposer is formed in an elongated shape that can be elastically deformed by using a forming method such as so-called wire bonding. However, when the connector is formed in an elongated shape in this way, when the probe card is used in a high temperature environment, the tip position is shifted due to thermal deformation of the connector, and the electrical connection between the contact substrate and the main substrate is lost. In some cases, general connection could not be performed well.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コンタクトプローブに接続された第1基板と、この第1基板に対向して配置された第2基板とを備え、第1基板と第2基板との電気的な接続をより確実に行うことができるプローブカードを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a first substrate connected to a contact probe, and a second substrate disposed to face the first substrate, and the first substrate and the first substrate It is an object of the present invention to provide a probe card capable of more reliably performing electrical connection with two substrates.
第1の本発明によるプローブカードは、コンタクトプローブに接続された第1電極を有する第1基板と、この第1基板に対向して配置され、上記第1電極に対向して配置された第2電極を有する第2基板と、上記第1電極と上記第2電極との間に配置され、頂部と底部とがそれぞれ上記第1電極と上記第2電極とに接触する環状の導電部材であり、上記環状の導電部材の中空部分に弾性体が充填された接続部とを備えて構成される。 A probe card according to a first aspect of the present invention includes a first substrate having a first electrode connected to a contact probe, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and disposed opposite to the first electrode. An annular conductive member disposed between a second substrate having an electrode, the first electrode and the second electrode, and a top portion and a bottom portion contacting the first electrode and the second electrode, respectively; A connection portion in which a hollow portion of the annular conductive member is filled with an elastic body is provided.
このような構成により、第1基板と第2基板との間に環状の導電部材を配置することによって、導電部材の頂部と底部とをそれぞれ第1電極と第2電極とに接触させ、第1基板と第2基板との電気的な接続を行うことができる。導電部材が環状に形成されているので、細長い形状に形成された接続子の端部を電極に当接させるような構成と比較して、熱変形による電極との当接部のずれを小さくすることができる。したがって、第1基板と第2基板との電気的な接続をより確実に行うことができる。 With such a configuration, by arranging the annular conductive member between the first substrate and the second substrate, the top and bottom of the conductive member are brought into contact with the first electrode and the second electrode, respectively, and the first Electrical connection between the substrate and the second substrate can be performed. Since the conductive member is formed in an annular shape, the displacement of the contact portion with the electrode due to thermal deformation is reduced as compared with a configuration in which the end portion of the connector formed in an elongated shape is in contact with the electrode. be able to. Therefore, electrical connection between the first substrate and the second substrate can be more reliably performed.
また、導電部材の中空部分に弾性体が充填されることにより、導電部材の外周面に加わる外力に対する強度を高くすることができ、環状の導電部材の内部空間が中空状の場合と比較して、過大な圧力が加わることによって導電部材が変形してしまうのを抑制できる。 Also, by filling the hollow part of the conductive member with an elastic body, the strength against the external force applied to the outer peripheral surface of the conductive member can be increased, compared with the case where the internal space of the annular conductive member is hollow. It is possible to prevent the conductive member from being deformed by applying excessive pressure.
第2の本発明によるプローブカードにおいて、上記環状の導電部材の頂部と底部とが、それぞれ上記第1電極と上記第2電極とに接合されている。このような構成により、第1電極及び第2電極に対する導電部材の位置がずれるのを防止できるので、第1基板と第2基板との電気的な接続をさらに確実に行うことができる。 In the probe card according to the second aspect of the present invention, the top and bottom of the annular conductive member are joined to the first electrode and the second electrode, respectively. With such a configuration, it is possible to prevent the position of the conductive member from being shifted with respect to the first electrode and the second electrode, so that the electrical connection between the first substrate and the second substrate can be more reliably performed.
第3の本発明によるプローブカードは、上記環状の導電部材の外周面の一部が切り欠かれている。このような構成により、導電部材の外周面に形成されている切り欠きに保持具を係止させて導電部材を保持することができるので、第1基板と第2基板との間に導電部材を配置する作業を容易に行うことができる。 In the probe card according to the third aspect of the present invention, a part of the outer peripheral surface of the annular conductive member is cut away. With such a configuration, the conductive member can be held by locking the holding tool in the notch formed on the outer peripheral surface of the conductive member, so that the conductive member is interposed between the first substrate and the second substrate. The arrangement | positioning work can be performed easily.
本発明によれば、第1基板と第2基板との間に環状の導電部材を配置することによって、導電部材の頂部と底部とをそれぞれ第1電極と第2電極とに接触させ、第1基板と第2基板との電気的な接続を行うことができる。導電部材が環状に形成されているので、細長い形状に形成された接続子の端部を電極に当接させるような構成と比較して、熱変形による電極との当接部のずれを小さくすることができる。したがって、第1基板と第2基板との電気的な接続をより確実に行うことができる。 According to the present invention, by arranging an annular conductive member between the first substrate and the second substrate, the top and bottom of the conductive member are brought into contact with the first electrode and the second electrode, respectively, Electrical connection between the substrate and the second substrate can be performed. Since the conductive member is formed in an annular shape, the displacement of the contact portion with the electrode due to thermal deformation is reduced as compared with a configuration in which the end portion of the connector formed in an elongated shape is in contact with the electrode. be able to. Therefore, electrical connection between the first substrate and the second substrate can be more reliably performed.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるプローブカード1の一例を示した側面図であり、検査対象物としてのシリコンウエハ2とのコンタクト前の状態を示している。このプローブカード1は、第1基板としてのコンタクト基板4と、第2基板としてのメイン基板5とを備えている。コンタクト基板4の下面には、電気接触子としてのコンタクトプローブ3が多数形成されている。メイン基板5は、コンタクト基板4の上面に対向するように配置され、コンタクト基板4を保持している。
FIG. 1 is a side view showing an example of a
コンタクト基板4は、矩形形状の平板状に形成された薄いシリコン製の基板からなり、その前面としての下面には、多数のコンタクトプローブ3が複数列に整列配置されている。各列のコンタクトプローブ3は、図1における前後方向に沿って、互いに一定間隔を隔てて整列している。コンタクト基板4の下面には、多数の下側電極41が格子状に配列され、各下側電極41にコンタクトプローブ3が結合されている。
The contact substrate 4 is made of a thin silicon substrate formed in a rectangular flat plate shape, and a large number of contact probes 3 are arranged in a plurality of rows on the lower surface as the front surface. The contact probes 3 in each row are aligned at regular intervals along the front-rear direction in FIG. A large number of
コンタクト基板4の背面としての上面には、各下側電極41に対向して多数の上側電極42が格子状に配列されている。各上側電極42は、コンタクト基板4を貫通する配線43を介して、対応する下側電極41と電気的に接続されている。
On the upper surface as the back surface of the contact substrate 4, a large number of
メイン基板5は、コンタクト基板4よりも大きい円形形状の平板状に形成されたガラスエポキシ製の基板からなり、その中央部の下方にコンタクト基板4が対向している。メイン基板5の下面には、固定具51により、コンタクト基板4が下方に所定間隔を隔てて対向するように取り付けられている。
The
メイン基板5の下面の中央部には、コンタクト基板4の上側電極42にそれぞれ対向するように、多数の下側電極52が格子状に配列されている。また、メイン基板5の上面には、各下側電極52に対応する上側電極53が形成されている。隣接する上側電極53間の間隔は、下側電極52間の間隔よりも広くなるように配置されており、対応する下側電極52及び上側電極53が、周縁側に向かって拡がるようにメイン基板5内を貫通する配線54によって電気的に接続されている。
A large number of
コンタクト基板4の上側電極42及びメイン基板5の下側電極52は、それぞれ平坦な板状に形成されており、互いに上下方向に対向する上側電極42と下側電極52との間には、円環状の金属からなる導電部材6が配置されている。各導電部材6は、同じ方向を向いた姿勢で配置されており、それらの頂部と底部とがそれぞれ上側電極42と下側電極52とに接触することにより、各導電部材6を介してコンタクト基板4とメイン基板5とが電気的に接続されている。すなわち、各導電部材6は、コンタクト基板4とメイン基板5とを電気的に接続するための接続部10を構成している。各導電部材6の頂部及び底部は、上側電極42及び下側電極52に対して、半田付けによって接合されている。
The
各導電部材6の中空部分には、例えば弾力のある樹脂からなる弾性体61が充填されている。これにより、各導電部材6は、外周面から中心に向かって作用する外力に対して、弾性変形できるように構成され、上側電極42及び下側電極52の間に歪んだ状態で保持されている。
The hollow portion of each
メイン基板5の各上側電極53はテスター装置(図示せず)に電気的に接続される。検査時には、集積回路が形成されている面を上にしてシリコンウエハ2が可動テーブル7上に載置されることにより、シリコンウエハ2の電極21が水平に配置される。そして、可動テーブル7を水平面内で移動又は回転させ、コンタクトプローブ3及びシリコンウエハ2の位置合わせを行った後に、可動テーブル7を上昇させてコンタクトプローブ3をシリコンウエハ2上にコンタクトさせ、テスター装置による上記集積回路の電気的特性の検査が行われる。
Each
このように、プローブカード1は、その下面に対して平行に配置されたシリコンウエハ2に対して垂直方向に接近し、コンタクトプローブ3の先端部がシリコンウエハ2の電極21に接触する。このとき、シリコンウエハ2の電極21の取付誤差等に基づく垂直方向へのずれによって、一部のコンタクトプローブ3の先端部だけが電極21に接触した状態となる。その後、コンタクトプローブ3を更に押し付けることにより、いわゆるオーバードライブを行い、すべてのコンタクトプローブ3をシリコンウエハ2の電極21に確実に接触させることができる。
Thus, the
本実施の形態では、コンタクト基板4とメイン基板5との間に環状の導電部材6を配置することによって、導電部材6の頂部と底部とをそれぞれコンタクト基板4の上側電極42とメイン基板5の下側電極52とに接触させ、コンタクト基板4とメイン基板5との電気的な接続を行うことができる。導電部材6が環状に形成されているので、細長い形状に形成された接続子の端部を電極に当接させるような構成と比較して、熱変形による電極42,52との当接部のずれを小さくすることができる。したがって、コンタクト基板4とメイン基板5との電気的な接続をより確実に行うことができる。
In the present embodiment, by arranging the annular
また、導電部材6の頂部と底部とが、コンタクト基板4の上側電極42とメイン基板5の下側電極52とに接合されているので、上側電極42及び下側電極52に対する導電部材6の位置がずれるのを防止できる。したがって、コンタクト基板4とメイン基板5との電気的な接続をさらに確実に行うことができる。
Further, since the top and bottom of the
また、導電部材6の内部空間に弾性体61が充填されているので、導電部材6の外周面に加わる外力に対する強度を高くすることができ、環状の導電部材6の内部空間が中空状の場合と比較して、過大な圧力が加わることによって導電部材6が変形してしまうのを抑制できる。
Further, since the
図2は、図1の導電部材6の製造工程を概略的に示した図である。導電部材6を製造する際には、まず、円柱状の金属棒62をめっき液に浸けて、その金属棒62に直流電流を流すことにより、いわゆる電気めっき法によって金属棒62の表面に金属を析出させる。これにより、図2(a)に示すように、金属棒62の表面に金属膜からなる円筒体63が形成される。
FIG. 2 is a view schematically showing a manufacturing process of the
その後、図2(b)に示すように、形成された円筒体63から金属棒62を引き抜く。そして、図2(c)に示すように、円筒体63の内部空間に弾性体61を充填させた後、軸線方向に直交する面で一定間隔ごとに輪切りすることによって、図2(d)に示すように、内部空間に弾性体61が充填された円環状の導電部材6を多数製造することができる。導電部材6は、その外径が70μm、内径が50μm、厚みが10μm、軸線方向の幅が40μmであって、ニッケルなどの金属材料で形成することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 2B, the
ただし、円筒体63を形成した後に、その円筒体63の内部空間に弾性体61を充填するような方法に限らず、円柱状の弾性体61を形成した後に、その弾性体61の表面に金属膜からなる円筒体63を形成するような方法であってもよい。
However, the method is not limited to the method in which the
図3は、コンタクト基板4とメイン基板5との間に導電部材6を配置する方法の一例について説明するための図である。この例では、多数の導電部材6をコンタクト基板4とメイン基板5との間に一度に配置するために、ポリイミドなどの耐熱性の樹脂により薄板状に形成された保持板8が用いられる。図3(a)は、保持板8を斜め上方から見た斜視図であり、図3(b)は、図3(a)におけるA−A断面図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method for disposing the
図3(a)に示すように、保持板8には、長方形状の開口81が格子状に複数形成されている。各開口81は、その短辺が導電部材6の厚みと同程度であり、長辺が導電部材6の直径よりも短く形成されている。したがって、保持板8を水平にして、弾性体61が充填された導電部材6を上方から各開口81に挿入することにより、各開口81に導電部材6の一部を嵌め込んだ状態で保持することができる。
As shown in FIG. 3A, the holding
開口81内に導電部材6を嵌め込んだ状態では、図3(b)に示すように、導電部材6の下部が保持板8の下方に張り出している。したがって、保持板8の各開口81に導電部材6を嵌め込んだ状態で、コンタクト基板4とメイン基板5との間に保持板8を配置し、各導電部材6の下部をコンタクト基板4の上側電極42に、各導電部材6の上部をメイン基板5の下側電極52にそれぞれ半田付けすることにより、多数の導電部材6を上側電極42及び下側電極52の間に一度に取り付けることができる。
In a state where the
上記実施の形態1では、導電部材6の内部空間に弾性体61が充填された構成について説明したが、導電部材6の製造工程において図2(c)の工程を省略すれば、弾性体61が充填されていない導電部材6を得ることができ、その導電部材6をコンタクト基板4とメイン基板5との間に配置することも可能である。このような場合であっても、図3に示すような保持板8を用いて、各開口81に導電部材6を嵌め込むことにより、多数の導電部材6を上側電極42及び下側電極52の間に容易に取り付けることができる。
In the first embodiment, the configuration in which the internal space of the
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2による導電部材6の構成例及び配置方法の一例について説明するための図である。この例では、図4(a)に示すように、導電部材6の外周面の一部に切り欠き65が形成されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a configuration and an arrangement method of the
切り欠き65は、導電部材6の頂部及び底部以外の一部、例えば右側部又は左側部に形成され、導電部材6の中心に向かって先細りした形状に形成されている。切り欠き65は、導電部材6の外周面を貫通し、その内部空間に充填されている弾性体61内に到達している。このように、導電部材6の外周面の一部に切り欠き65が形成されることにより、導電部材6は略C字形状となっている。
The
この導電部材6をコンタクト基板4とメイン基板5との間に配置する際には、細いワイヤ状の保持棒9を導電部材6の切り欠き65に係止させることにより、保持棒9を介して導電部材6を保持し、コンタクト基板4とメイン基板5との間に移動させる。このとき、図4(b)に示すように、2以上の導電部材6を同軸上に配置し、それらの切り欠き65が軸線方向に並ぶようにして、直線状の保持棒9を各導電部材6の切り欠き65に係止させれば、多数の導電部材6を同時に保持することができる。
When the
本実施の形態では、導電部材6の外周面に形成されている切り欠き65に保持棒9を係止させて導電部材6を保持することができるので、コンタクト基板4とメイン基板5との間に導電部材6を配置する作業を容易に行うことができる。
In the present embodiment, since the holding member 9 can be held in the
実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3による導電部材6の構成例を示した側面図であり、導電部材6の外周面に平坦面64が形成された構成を示している。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a side view showing a configuration example of the
図5(a)の例では、円環状の導電部材6の外周面における1箇所にのみ、接線方向に延びる平坦面64が形成されており、その平坦面64がコンタクト基板4の上側電極42に当接するように配置されている。ただし、図5(a)に示す状態から導電部材6を180°回転させて、平坦面64がメイン基板5の下側電極52に当接するように導電部材6が配置されていてもよい。
In the example of FIG. 5A, a
図5(b)の例では、円環状の導電部材6の外周面における2箇所に、それぞれ接線方向に延びる平坦面64が形成されている。これらの平坦面64は、導電部材6の軸線を中心にして対称配置され、互いに平行に延びている。この導電部材6は、一方の平坦面64がコンタクト基板4の上側電極42に当接し、他方の平坦面64がメイン基板5の下側電極52に当接するように配置される。
In the example of FIG. 5B,
本実施の形態では、円環状の導電部材6の外周面に形成された平坦面64を介して、コンタクト基板4の上側電極42又はメイン基板5の下側電極52に導電部材6を安定して当接させることができるとともに、接触面積を大きくすることができる。このような導電部材6の外周面に対する平坦面64の形成は、図2(b)に示した金属棒62を引き抜く工程において、円筒体63の外周面に対して軸線方向に沿って切断手段を接触させてスライスすることにより容易に行うことができる。
In the present embodiment, the
ただし、本実施の形態のような構成に限らず、図4に示したように切り欠き65が形成された導電部材6において、その頂部又は底部に平坦面64を形成し、その平坦面64をンタクト基板4の上側電極42又はメイン基板5の下側電極52に当接するように配置してもよい。
However, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment, and in the
以上の実施の形態では、導電部材6が円環状に形成されている場合について説明したが、このような構成に限らず、導電部材は、多角形形状からなる環状に形成されたものであってもよい。この場合、それぞれコンタクト基板4の上側電極42及びメイン基板5の下側電極52に当接する互いに平行な平坦面が形成されるように、導電部材は2n角形(nは2以上の整数)の形状からなるものであることが好ましい。
In the above embodiments, the case where the
図1では、プローブカード1がシリコンウエハ2に対して上方から接触するような構成について説明したが、このプローブカード1は、コンタクトプローブ3が形成されている前面が上方を向いた状態、すなわち図1に対して上下を逆転させた状態で使用することも可能である。
Although the configuration in which the
また、以上の実施の形態では、検査対象物の一例としてのシリコンウエハ2にプローブカード1を接触させる場合について説明したが、このプローブカード1は、シリコンウエハ2などの半導体集積回路に限らず、他の半導体装置の電極に接触させて使用することも可能である。
Moreover, although the above embodiment demonstrated the case where the
1 プローブカード
2 シリコンウエハ
3 コンタクトプローブ
4 コンタクト基板
5 メイン基板
6 導電部材
8 保持板
9 保持棒
10 接続部
21 電極
41 下側電極
42 上側電極
43 配線
52 下側電極
53 上側電極
54 配線
61 弾性体
64 平坦面
65 切り欠き
81 開口
DESCRIPTION OF
Claims (3)
この第1基板に対向して配置され、上記第1電極に対向して配置された第2電極を有する第2基板と、
上記第1電極と上記第2電極との間に配置され、頂部と底部とがそれぞれ上記第1電極と上記第2電極とに接触する環状の導電部材であり、上記環状の導電部材の中空部分に弾性体が充填された接続部とを備えたことを特徴とするプローブカード。 A first substrate having a first electrode connected to a contact probe;
A second substrate disposed opposite the first substrate and having a second electrode disposed opposite the first electrode;
The annular conductive member is disposed between the first electrode and the second electrode, and the top and the bottom are in contact with the first electrode and the second electrode, respectively, and the hollow portion of the annular conductive member And a connecting portion filled with an elastic body.
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Cited By (1)
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JP2009002845A (en) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Micronics Japan Co Ltd | Contact and connection apparatus |
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2005
- 2005-11-22 JP JP2005336734A patent/JP2007139687A/en active Pending
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